JP2508894B2

JP2508894B2 - 誘電体フィルタ装置

Info

Publication number: JP2508894B2
Application number: JP15361890A
Authority: JP
Inventors: 治雄松本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1996-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JPH0444401A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主として高周波帯域での使用に好適な一体
成形型の誘電体フィルタ装置に関する。

［従来の技術］従来の一体成形型フィルタでは、第４図に示すよう
に、その誘電体ブロック１は、共振波長λの1/4の長さ
の２つの貫通孔2,3を互いに平行な姿勢で有している。
誘電体ブロック１の外周面のうち、貫通孔2,3が開口す
る一方の端面には短絡端面とすべく短絡導体4aが形成さ
れ、側壁面には外導体4bが形成されている。また、貫通
孔2,3の内周面には内導体5,6が形成されている。外導体
４が形成されていない側の貫通孔2,3の開口部は開放端
面となり、誘電体筒７と誘電体筒７の中心部に配置され
た中心導体８とからなる入・出力結合ピン9,10が挿入・
固定されている。

［発明が解決しようとする課題］前記従来の誘電体フィルタ装置では、共振周波数が2G
Hz〜3GHz程度の高い周波数になると、中心導体８と内導
体５もしくは６との間に発生する外部結合用容量を小さ
くする必要が生じる。そのためには、結合ピン9,10の貫
通孔2,3内への挿入程度を浅くする必要がある。このた
め、結合ピン9,10の貫通孔2,3による保持が不安定とな
る。また、結合ピン9,10の貫通孔2,3への挿入程度のわ
ずかな違いによって容量値が容易に変化してしまうの
で、所望の容量に得にくくなる。このため、前記従来の
構成では、特性が不安定となって、信頼性の高い誘電体
フィルタ装置を得ることができない。

前記不具合を改善するのに、誘電体ブロック１の誘電
率を大きくする方法もあるが、その場合には高次モード
でのカットオフ周波数が下がってきてスプリアスレスポ
ンスとして観測されるようになり、高次モードスプリア
スの影響が無視できなくなる。

本発明の目的は、高い周波数帯域でも安定した特性が
得られるようにして信頼性の高い誘電体フィルタ装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明に係る誘電体フィルタ装置は、共振波長の1/2
の長さの複数の貫通孔が互いに平行に形成された誘電体
ブロックと、誘電体ブロックの外周面に形成された導体
層および貫通孔の内周面にその中央付近において一部分
を除いて形成された両端ショート型の導体層と、貫通孔
内に挿入された入・出力結合ピンとを備えている。

［作用］共振波長の1/2の長さの複数の貫通孔が形成された誘
電体ブロックでは、その外周面に形成された導体層が、
貫通孔の内周面にその中央付近を一部除いた両端ショー
ト型であることから、共振動作は次のように表わされ
る。すなわち、貫通孔両端部の誘電体ブロック部分で
は、導体層が両端ショート型であることから、共振周波
数では電圧が零かつ電流が最大とのり、一方、誘電体ブ
ロックの中央部では電圧が最大となりかつ電流が零とな
るような定在波がたつ。したがって、かかる誘電体ブロ
ックに対して結合ピンを容量結合するためには、結合ピ
ンを貫通孔の中央部付近まで挿入することが、本発明に
係る誘電体フィルタ装置では可能となる。

このため、本発明に係る誘電体フィルタでは、誘電体
ブロックの貫通孔内に充分深く結合ピンを挿入すること
ができるようになって、結合ピンの貫通孔による保持が
確実となる。しかも、容量値が安定して、誘電体フィル
タ装置の信頼性が向上する。

それによって、本発明に係る誘電体フィルタ装置で
は、高次モードスプリアスの悪影響を生じさせることな
く、比較的高周波の帯域でも安定した特性が得られ、信
頼性の高い誘電体フィル装置を得ることができるように
なる。

さらに、従来のλ/4型誘電体フィルタ装置に比べて、
導体層によって覆われる誘電体ブロックの外周面の面積
が広いので、RFリークが少なくなる。

［実施例］本実施例に係る誘電体フィルタ装置は、第１図に示す
ように、概ね直方体形状の誘電体ブロック20を有してい
る。誘電体ブロック20のある辺の長さは図示するように
共振波長λの1/2の長さに設定されており、そのλ/2の
長さ方向に延びかつ互いに平行に形成された１対の貫通
孔21,22を誘電体ブロック20は有している。また、誘電
体ブロック20の中央部には、貫通孔21,22と平行の結合
孔23が形成されている。

両貫通孔21,22内には、その内周面に内導体24,25が形
成されている。また、誘電体ブロック20の外周面には全
周にわたって外導体26や短絡導体26a,26bが形成されて
いる。すなわち、誘電体ブロック20の表面は、結合孔23
の内壁面を除いて、全表面が実質的に導体層によって覆
われていることになる。また、両内導体24,25と外導体2
6とにより共振ユニット、すなわちλ/2型両端ショートT
EM同軸共振ユニットが構成されていることになる。な
お、それら導体層は金属膜の焼付けやめっきによって形
成される。結合孔23は、両共振ユニットを結合するため
に設けられているものであり、これによって誘電体フィ
ルタ装置の本体部分が構成されていることになる。

両貫通孔21,22には、結合ピン27,28がそれぞれ圧入・
固定されている。各結合ピン27,28は、それぞれ、中心
導体29,30と、中心導体29,30の周囲に固定された合成樹
脂よりなる誘電体筒31,32とを有している。この誘電体
筒31,32の部分を貫通孔21,22に圧入することにより、結
合ピン27,28は誘電体ブロック20に固定されており、か
つ中心導体29,30が内導体24,25に容量結合されている。
しかしながら、貫通孔21,22の内周面全部が内導体24,25
で覆われていると、初段および最終段の共振器と外部回
路との結合がなされないので、たとえば貫通孔21,22の
軸方向中央付近のような、内導体と外導体間において電
界エネルギー分布や優勢な部位において、内導体24,25
を周回方向全周にわたって、あるいは、全周にわたらな
くてもよいが、一定幅除去して誘電体を露出する。要
は、必要な結合量となるように内導体24,25に結合窓を
あけることになる。結合窓の形態は任意である。

両中心導体29,30と両誘電体筒31,32とは、ともに貫通
孔21,22内を中心側に延び、その先端部が貫通孔21の長
手方向中央部にまで達している。

なお、かかる誘電体フィルタ装置の全体概略を第２図
に示す。また、かかる誘電体フィルタ装置の等価回路を
第３図に示す。第３図において、１対の共振ユニット3
5,36は、第１図の貫通孔21,22部分において構成される
１対の共振ユニットに対応している。両共振ユニット3
5,36の両端部はともに接地された状態にあり、これは第
１図の誘電体ブロック20の両端面に形成された短絡導体
26a,26bで内導体24,25と外導体26がショートされている
状態に対応している。また、第３図の共振ユニット35,3
6の中央部には、キャパシタンス37,38が接続されてお
り、これらは第１図の内導体24,25の中央部が中心導体2
9,36の先端部と容量結合されていることに対応してい
る。したがって、中心導体29,30の誘電体ブロック20か
ら突出した先端部は、第３図の接続端子39,40に対応し
ている。さらに、両共振ユニット35,36は互いに磁界結
合される状態にあり、これは第１図の結合孔23によって
達成されるものである。

次に、この実施例の作用を説明する。

たとえば、一方の中心導体29から或る帯域幅の高周波
を導入すると、中心導体29と内導体24との間の容量結合
によってそれは内導体24に伝達される。そのとき、誘電
体ブロック20はλ/2の長さを有しており、両端ショート
の状態にあるので、共振波長λ/2に対応して誘電体ブロ
ック20が共振することになる。このとき、短絡導体26a,
26b部分では電圧が零かつ電流が最大の状態となり、内
導体24の中央部では電圧が最大かつ電流が零の状態とな
るような定在波がたつ。すなわち、中心導体29と内導体
24との間の容量結合は、電界が最も強い貫通孔21の中央
部分で主として結合されることになる。換言すれば、中
心導体29と内導体24との間の容量結合を得るために、結
合ピン27を貫通孔21の中央部にまで延ばす構成をとるこ
とができる。したがって、結合ピン27の貫通孔21内への
挿入を深くすることができ、これによって結合ピン27の
誘電体ブロック20による保持を確実に行なうことができ
る。しかも、内導体24と結合ピン27との間の容量特性が
安定化して信頼性の高いものとなる。

結合ピン27側からの入力によって誘電体ブロック20が
共振すると、１対の共振ユニット間の磁界結合に基づい
て貫通孔22側の誘電体ブロック20も共振する。そして、
結合ピン28の中心導体30と内導体25との間の容量結合に
基づいて、所望の帯域の出力が中心導体30から得られる
ことになる。結合ピン28側においても、結合ピン27側と
同様の理由によってその先端部が貫通孔22の中央部にま
で延びているので、結合ピン28の誘電体ブロック20によ
る保持は確実となり、しかも安定した容量特性が得られ
る。

一方、誘電体ブロック20の外周面が全周にわたって外
導体26により覆われているので、前記作動においてRFリ
ークを確実に防止できる。また、従来のλ/4型誘電体共
振器装置に比べて、誘電体ブロック20の長さはλ/2と大
きくなる。しかし、仕様が高周波帯域の場合において
は、共振波長λの絶対値が小さいので、誘電体ブロック
20が大型化して使用箇所に制限が生じるといった不具合
は生じない。むしろ、誘電体ブロック20が従来よりも大
きくなることによって誘電体フィルタ装置が小さくなり
すぎず、取扱いに便利となる副次的なメリットも生じ
る。

なお、前記実施例では１対の貫通孔21,22を有する誘
電体フィルタ装置の場合を説明したが、それ以上の貫通
孔を有する誘電体フィルタ装置においても本発明を同様
に実施できる。

その他、短絡導体26a,26bを設けない両端開放型1/2波
長誘電体フィルタ装置を構成することもできる。この場
合には、結合ピン27,28の挿入位置は、従来と同様に浅
くする必要が生じ、しかもRFリークを減少させる効果は
ない。しかしながら、その構成では、挿入損失を少しで
も小さくしたい場合に、Q₀が20〜30％大きくなるので、
Q₀に反比例して挿入損失を減少させることができる。

［発明の効果］本発明に係る誘電体フィルタ装置によれば、誘電体ブ
ロックの貫通孔の中央部にまで結合ピンを挿入すること
ができるようになるので、誘電体ブロックによる結合ピ
ンの保持が確実となる。しかも、結合ピンの容量特性が
安定化し、信頼性の高い誘電体フィルタ装置を得ること
ができるようになる。また、誘電体ブロックの導体層に
よる被覆面積が大きくなるので、RFリークを減少させる
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体フィルタ装置の縦断面図、
第２図はその斜視図、第３図はその等価回路、第４図は
従来の誘電体フィルタ装置の第１図に相当する図であ
る。 20は誘電体ブロック、21,22は貫通孔、24,25は内導体、
26は外導体、27,28は結合ピンである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】共振波長の1/2の長さの複数の貫通孔が互
いに平行に形成された誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの外周面に形成された導体層および
貫通孔の内周面にその中央付近において一部分を除いて
形成された両端ショート型の導体層と、前記貫通孔内に挿入された入・出力結合ピンとを備えた
ことを特徴とする誘電体フィルタ装置。